加工7075航空铝合金用金刚石涂层刀具的制备及其切削性能

王宜豹^1,2，黄楠¹，刘鲁生¹，袁子尧¹，李鹏¹，张文雪²，姜辛¹

1. 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心2. 长安大学材料科学与工程学院

摘 要：采用热丝化学气相沉积（HFCVD）技术在WC-Co8%硬质合金刀具表面制备金刚石涂层,调节甲烷浓度等沉积工艺制备了单层金刚石涂层刀具和微米金刚石涂层（1.2μm）、纳米金刚石涂层（200 nm）交替多层金刚石涂层刀具。以7075航空铝合金作为切削工件,在无润滑干切条件下测试了单层金刚石涂层刀具和多层金刚石涂层刀具的切削性能。实验结果表明,切削2 h后单层金刚石涂层刀具涂层脱落宽度达到35μm,刀刃钝化;有多层金刚石涂层刀具的刃型保持完整,涂层无脱落。对单层金刚石涂层和多层金刚石涂层平面样品进行了洛氏压痕实验。结果表明,多层金刚石涂层的脱落面积约为单层金刚石涂层脱落面积的1/5到1/10,进一步说明多层金刚石涂层有更强的抵抗裂纹产生的能力。这些结果表明,金刚石多层结构能提高涂层与基体的界面结合力,延长金刚石涂层刀具的使用寿命。

关键词：材料表面与界面;热丝化学气相沉积;金刚石涂层刀具;金刚石多层;切削性能;